海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置。

背景技术：

目前海上风电机组的基础结构形式主要有单桩基础、三脚架基础、导管架基础和群桩承台基础。这些基础结构承受着来自机组重力、推力、弯矩和扭矩等复杂多变的载荷。经过长期运行，在这些复杂载荷作用下将有可能引起基础结构不均匀沉降，进而引起风机塔筒倾斜。如果塔筒倾斜角度过大，将会影响风力发电机组的正常运行，严重的还会产生倒塔等安全事故，从而造成极大损失。因此，需要对塔筒的倾斜角度和基础沉降进行定期测量。不同于陆地，海上的测试场地范围以及参照物的选择都比较困难，因此有必要寻找一种适合于海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降的测量装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置，可以快速、准确得到塔筒倾斜角度和基础沉降量。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置，包括第一待测环、第二待测环、固定参考件、全站仪和固定座，所述第一待测环固定套设于待测风机的塔筒的顶部，所述第二待测环固定套设于待测风机的塔筒的底部，所述第一待测环和第二待测环上均间隔设有至少三个的待测标志物；所述固定参考件固定设置于所述全站仪和待测风机之间，所述固定参考件的顶部设有参考标志物；所述全站仪设置于所述固定座上，用于测定所述待测标志物和参考标志物的三维空间坐标。

进一步的，所述待测标志物和参考标志物内均设有荧光填充物。

进一步的，所述第一待测环和第二待测环均为可伸缩结构。

进一步的，所述第一待测环包括固定部和弹性部，所述固定部与弹性部固定连接，所述待测标志物设置于所述固定部上。

进一步的，所述固定座包括基板、连接组件、旋转组件和用于放置全站仪的安装板，所述连接组件与安装板固定连接，所述旋转组件分别与所述连接组件和基板固定连接，所述连接组件为可伸缩结构，且所述连接组件通过所述旋转组件相对于所述基板可转动设置。

本实用新型的有益效果在于：通过全站仪测量待测标志物和参考标志物的三维空间坐标，通过第一待测环和第二待测环上三个待测标志物的坐标可以作出两个圆，然后可以计算出两个圆的圆心，两个圆心的连线即为塔筒中心轴，通过对比塔筒中心轴和竖直线的夹角即可得到塔筒倾斜角度；通过将参考标志物和其中一个圆的圆心之间的竖直高度差与初始的高度差进行比较，可以得到基础沉降量。本实用新型的测量装置，其结构简单，可以快速、准确得到塔筒倾斜角度和基础沉降量。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置的部分结构示意图；

图3为为本实用新型实施例一的海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置的测量过程的示意图。

标号说明：

1、第一待测环；11、待测标志物；12、固定部；13、弹性部；2、第二待测环；3、固定参考件；31、参考标志物；4、全站仪；5、固定座；51、基板；52、连接组件；53、旋转组件；54、安装板；6、塔筒。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：通过全站仪测量待测标志物和参考标志物的三维空间坐标，可以快速、准确得到塔筒倾斜角度和基础沉降量。

请参照图1以及图2，一种海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置，包括第一待测环1、第二待测环2、固定参考件3、全站仪4和固定座5，所述第一待测环1固定套设于待测风机的塔筒6的顶部，所述第二待测环2固定套设于待测风机的塔筒6的底部，所述第一待测环1和第二待测环2上均间隔设有至少三个的待测标志物11；所述固定参考件3固定设置于所述全站仪4和待测风机之间，所述固定参考件3的顶部设有参考标志物31；所述全站仪4设置于所述固定座5上，用于测定所述待测标志物11和参考标志物31的三维空间坐标。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过全站仪测量待测标志物和参考标志物的三维空间坐标，通过第一待测环和第二待测环上三个待测标志物的坐标可以作出两个圆，然后可以计算出两个圆的圆心，两个圆心的连线即为塔筒中心轴，通过对比塔筒中心轴和竖直线的夹角即可得到塔筒倾斜角度；通过将参考标志物和其中一个圆的圆心之间的竖直高度差与初始的高度差进行比较，可以得到基础沉降量。本实用新型的测量装置，其结构简单，可以快速、准确得到塔筒倾斜角度和基础沉降量。

进一步的，所述待测标志物11和参考标志物31内均设有荧光填充物。

由上述描述可知，设置荧光填充物便于夜间识别，可以随时监测塔筒的倾斜角度和基础沉降量。

进一步的，所述第一待测环1和第二待测环2均为可伸缩结构。

由上述描述可知，待测环可以设计为伸缩结构，便于应用在不同粗细的塔筒上。

进一步的，所述第一待测环1包括固定部12和弹性部13，所述固定部12与弹性部13固定连接，所述待测标志物11设置于所述固定部12上。

由上述描述可知，弹性部具有一定的伸缩性能，便于很好地将待测环固定在塔筒上。

进一步的，所述固定座5包括基板51、连接组件52、旋转组件53和用于放置全站仪4的安装板54，所述连接组件52与安装板54固定连接，所述旋转组件53分别与所述连接组件52和基板51固定连接，所述连接组件52为可伸缩结构，且所述连接组件52通过所述旋转组件53相对于所述基板51可转动设置。

由上述描述可知，通过连接组件可以调整全站仪的高度，通过旋转组件可以调整全站仪的角度，便于全站仪获取不同位置的标志物的坐标。

请参照图1至图3，本实用新型的实施例一为：

一种海上风机塔筒6倾斜角度和基础沉降测量装置，如图1所示，包括第一待测环1、第二待测环2、固定参考件3、全站仪4和固定座5，所述第一待测环1固定套设于待测风机的塔筒6的顶部，所述第二待测环2固定套设于待测风机的塔筒6的底部，所述第一待测环1和第二待测环2上均间隔设有至少三个的待测标志物11。为了更好地将第一待测环1和第二待测环2进行固定，在塔筒6的外圆周上可以焊接一圈与第一待测环1和第二待测环2相适配的槽钢，将第一待测环1和第二待测环2设置在槽钢内。所述固定参考件3固定设置于所述全站仪4和待测风机之间，所述固定参考件3的顶部设有参考标志物31，所述固定参考件3可以是打入海底的一根钢桩，其高度不会随时间发生明显变化。优选的，所述待测标志物11和参考标志物31内均设有荧光填充物。本实施例中，所述第一待测环1和第二待测环2可以设计为可伸缩结构，可以根据需要调整其直径大小。如图2所示，为了更好地固定第一待测环1和第二待测环2，所述第一待测环1和第二待测环2包括固定部12和弹性部13，所述固定部12与弹性部13固定连接，所述待测标志物11设置于所述固定部12上，固定部12和弹性部13的设置方式不限于图2中所示的方式，可以设置多个固定部12和多个弹性部13，且固定部12和弹性部13间隔设置。所述全站仪4设置于所述固定座5上，用于测定所述待测标志物11和参考标志物31的三维空间坐标。所述固定座5包括基板51、连接组件52、旋转组件53和用于放置全站仪4的安装板54，所述连接组件52与安装板54固定连接，所述旋转组件53分别与所述连接组件52和基板51固定连接，所述连接组件52为可伸缩结构，且所述连接组件52通过所述旋转组件53相对于所述基板51可转动设置。

如图3所示，假设第二待测环上的三个待测标志物分别为a、b、c，第一待测环上的三个待测标志物分别为d、e、f，固定参考件上的参考标志物为i，通过全站仪分别测出这七个点的三维空间坐标，通过a、b、c三点可以作一个圆，d、e、f三点可以作一个圆，这两个圆的圆心分别为h、g，h点与g点的连线即为塔筒中心轴线，该中心轴线与竖直线之间的夹角β即为塔筒倾斜角度。g点与参考点i点之间的高度差h即为竖直高度差，通过将竖直高度差与初始高度差进行比较，就可得到基础沉降量。本实施例中，塔筒倾斜角度和基础沉降量可以连续测三次，得到三次的平均值作为最终的结果。

综上所述，本实用新型提供的一种海上风机塔筒倾斜角度和基础沉降测量装置，其结构简单，可以快速、准确得到塔筒倾斜角度和基础沉降量。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。